Tài liệu Công trình bến cảng phạm văn giáp, nguyễn hữu đẩu, nguyễn ngọc huệ

ế V ۶ THƯ VIỆN í ŨẠIHỌC IHUỶ SẤN 0 6 2 7 .2 P h 1 0 4 Gi ‫؛‬٧ HUỆ ( ê l * ’4 ậ 3 ữ ý ‫ي‬ ệ t ẹ C O IM G T R Ì I M H THU VIEN DAI H .C THUY SAN B Ễ I \I É G 1Q Q 0012552 nhAxuẩt bAn xAy Dưng ‫ م غ ء ج‬٠‫ س ء و ء س‬ita aến t k ựíệệị ‫ﺀﻫﻰﺀ‬eÂÛHj ш Xin vui l()!ig: ٠ Không xé sáưh PHẠM VẢN GIÁP NGUYỄN HỮU ĐẨU, NGUYỄN NGỌC HUỆ f5 ỉ í v a r .^ ٠ ;■Ị.: ..‫ ■؛‬ị h ٢ n'٦٠4١,٠‫‘>؛‬: í ^ ٠■ ‫؟‬ ì (jí ^ /ío j[ f^ h ) 1 ^.٠. ..'..M ،٠ ٠ '-٠ ٠ ٠ ' J CÔNG TRÌNH BẾN CẢNG t، -١ ·4 p ể i T H U ’ VIẸN ٦ ^■^ii١ '^M١íìCĩHÍr:k' ^ ' ^ j .^ì2. NHÀ XUẤT B.ẤN XÀY DỰNG HÀ NÒI - 1998 LỜI NÓI Đ Ắ l Con‫؟‬, tiiíih bến củng (CTBC) xiuit bủn nam 1986 tại Nhci xnùt bủn Giao thông Vận ‫ ﺃﺃ)؛'ﺀ ؛ﻝﺀﺍ‬thìến nhl'ên vấn đề, ١nà tht.to tếsủn xuất đ(')i hỏi. Sítch xiiẩí bản lần nảy đượo bổ sung them nhiều nội dung mới : càng dầu. ; càng cá : cdng khách cảng đảo ; cảng phcì cảng phao Ѵ.Ѵ... Phan giỏi thiệu спи tạo cốc loại hết cốu bến mốì.‫؛‬lghìêng١ t٢ọng Iì.Ic, tường cù, cầu tàu khố dcìy đủ và chi tiết bang các công trinh cụ thề ỏ nhiều nưốc trên th ế giỏi. .Một số nội dung đatig đuợc nhiều người quan tâm công trinh bến cảng trên nền đất yếu ‘; biện pháp sửa chữa cài tạo các bến cảng cũ đánh giá t٥ c động môl trường‫ ؛‬chng đưọc glớl thlệư'trong cuốn sủch ٠гаѵ. Vâi nội dung 12 chương "Công trinh bến cdng" xuất bàn lần này sẽ góp ph'ân nhỏ veto'sự n.ghí.ệp Ị)hối'trlên khth tếblển.nól chung và xốv dựng cảng đườ١tg tltu^' nói rlêìig. C'ÎBC ١.ò một trong những tài hệtt^chính. phitc vụ cho công tốc đdo tạo cốc kỹ sU ngdnh cồng dường thu^ ١ ngdnh xâ^ dựng công trbrh biển, ngdnh xй‫ ﻻ‬ddng thư١, lợl vd bdo dảm hồng hdl tại cdc irưOitg dạl hợc vâ ctio đning. Nố cũng la tdl liệu tham khdo l.ốl clto cOng tdc thiết kế thi c(Á)ng các cống trinh trên biên, trên sông, trong hồ. CTBC ra mắt các độc giíi lần này có sự giỉĩp đõ ciia các chuyên gia dầu ngdnh, cCia .nhlCu cơ ٩ ưan vồ bạn bè troìrg ngành -Cdng dưồtrg thu‫ ؛‬, cũng như các cán bộ gidng diiy hộ môn Cdng đường thuv trường Dại học Xây dựng Hà Nội. Dặc biệt có sự góp ý rất tận tinh cửa các tác gid CTBC xiicít bủn 1986 như ٠:PGS Hồ Ngoe Lu^ện, PTS. Phan Bạch Chdu vita Id ngư.ồl viết n'nạn xẻt va PTS. Phan DCtng. Cltdng tôl xln chân ilrdnh cdm ơn những al dd giúp dỡ dể cuốn sdch nha.rh c.tông rtt mát bạn dọc. Một. khủc vl trinh độ c6 hạn, chốc chố.t CTBC còn .rhlêư khiếm khu^ết. Rổt mong сПс dộc gia gôp ‫ ﻵ‬١ dể sủch xudl bủn lần sa.u thdnh dạt hơn. Cuố ١t "C6ng'trl١r١n bến- cdng" do tộp thê tốc gia biên soan, VỚI sự phốn công cụ thê - PGS. PTS PVuim Văn Glốp chít biên vd viết todn bộ cdc chương 1 ; 3 : 5 ; .6 ; 7 ; 1-1 -Vd Cốc mục 1-0 - 1 ; 10-2 ; 1 0 - 3 cíta chương 10. - PTS. Ngưyễ.n Hdu Dau dOm nhộn hal chương 2 ; 12 ; - PTS. Nguyễn Ngọc Huệ phụ trdch- các clutơng còn lal ; 4 ; 8 ١' '9 và Irul mực 10 - 4 ; 10 - 5. của chương 10. Công trinh có sự hỗ trọ cíta đg tai nghiên cứu khoa học cổp Nhà nước mã số 327-98. Các tác gíả 3 Chu’oiig í N H l/N G KHAI NIỆM CHUNG VF. CANG VA BẾN !.t. Of)‫ ؛‬tượng nghỉên cứn mf)n cf.ng trinh bến tảng. Cồng trinh bến cảng (CTBC) ^ới th.iệu tu'ơng đội đầy ổủ về cấu ta ٥ các loạ,i bến cảng' biển, cảng sbng dã dược xâv dffn^ nhiều trên thế ^ d i và Việt Nam. Dựa vào các dặc thù riêng của mỗi loạ‫؛‬, CTĨỈC di sồu hon về cấu tạo các loại kết cấu bến : in:tí nghiêng, trọng lực, trròng ci'!' và cáu tàu. Ung với mỗi loại kết cấu, sốch giới thiệu Cítc phương pháp tínli toán thCi ‫ا‬.'.'‫؛‬ ‫ ا‬phù liỢp vdi xu thế hiện tại của thế gidi. Lồng vho cốc phương pháp tinh, 0 ٢ 1٦ 1‫ ؛ل'ل‬cUng đề cập phiều dến các quy trlith quy phạm hiện hồnh có hên quan bao gồm các quy trinh quy ph,ạin của Việt Nam, cíia Anh, Nhật, Diên Xơ cũ và chc íiươc khác. Nói chung, CTBC phục vụ dắc lực cho công tác dho tạo cùng như thiết kế các công trinh bến cảng nOi riêng và các công trinh cảng thuv cbng nơi chung. Bên canh các loại kết cấu cốt loi, CTBC cơn mô tả các loại cảng dặc biệt ‫ ؛‬.bảng dầu, chng cá, cảng kháclí, cảng phà, cảng phao, cảng đảo V.V. Một đối tượirg nglilèn ctru nữa của CTBC là gidi tliiệu một chch tương dối các cơjig trinh phụ trỢ (‫؛‬ba bến : líích neo, giá dỡ, đường hào công nghệ, thang lén xuống V.V. mà khOng có nO bến không thể hoqt dộng được. Dể phh hợp với thực tế khách quan của Việt Nam, CTBC cỏn trinh bà„v kỹ về chc glồi phhp kết cáu bến trên nền dẩt yếu, Cítc biện pháp sủ'a chữa cảỉ tạo các bến cảng cfi. Một đốỉ tượng nghiên cứu mới nữa của CTBC là đánh giá tóc dộng môi trường khi xâv dụ'ng cả ‫'؛‬١ g cUng như khi cảng hoạt, động'. Đây là vấn dề mang tinh thời sự, dồng thời cdn^ mang' tíiih pháp Ịuật của nhà nước khi xét duyệt một dự ần xây dqrig Tóm Iqi, cOng trinh bổn chng bao quát một phạm vi nghiên cúư^ kết cấu và tinh tohn mang tinh xương sống' của ngành xây dụ'ng cảng dường thuỷ. DO là m ột phạm ti'ù kết cấu mOng sâu trong xây dựng nói chung M uốn nghiên cứu sâu môn học nàv, diều cốt lõi phải nắm dược bản chất của ba môn cơ học : 'rời, rắn, lỏng. M ặt khốc, CTBC hoàn toàn là m ột môn kỹ thuật ứng dụng cốc môn Irqc cơ bản vồ cơ sở của ngành xây dựng công trinh. Vì vậy tinh thực hành của môn học rát phong phú : quan sát, tham quan thụ'c tế : thực hiện các bài tập, các dồ án môn học càng nhíều thi càng nắm chắc dược toàn bộ nội dung môn học. 1.2. Phân Joạỉ cảng, các bộ ‫!)ا‬lận c،'ia cảng. Cảng íà tập hợp các cOng tìình xây dụHg và thiết bị bảo dảm cho tàu dậu an toàn, dồng thời cho phép bốc dỡ hàng hoấ nha،٦h vả thuận tiện. Cảng là một dầu mối giao thông của giao thOng thuỷnốỉ riêng' vồ của toàn ngành vận tải nói chung ; tương tụ' như nhà ga đối với hệ thống during ‫؛‬-‫ اع‬sân bíiy dổi vdi hàng không, bến ồ tô dối vdi vận tíri ô tô Ѵ.Ѵ.. c) chù'ng mực ηήο dri nlriều cring lớn nhất la các cảng biển, cảng dược coi như đầu mối của. các đầư mối nO vừa là đầu mối vận tải thuỷ, ^ a là dầu mối của during sắt, during ôtô, dường ống. Dựa vào chức năng, cảng dược phàn ra : cảng thương mại, quân cảng, cảng dịch ѴІ.Д, cảng k.hách vân vân. Phân cấp cảng thương mại chủ yếu dụ'a vào khả năng liring hóa Q thông qua trong một năm : cáp I nếu Q > 20 triệu tấư/năni ; cổp II Q = 10 ‫ ب‬20 ‫ ؛‬cấp III Q = 5 10 ‫ ; ؛‬cấp IV Q = 1 5 ‫ ؛‬và cấp V ; Q< 1 triệu tổn /năm. CUng theo chức năng cỏn có các cảng : cảng phà, cảng cá, cảng dầu vri các cảng chuyên dUng khác. Phân loại cảng theo vị t.rí dịa ly cring phản ảnh tinh khách quan ; bao gồm : cảng biển ; cảng cửa sông ; cảng sông ; cảng hồ. Các cảng nước sâu cho tàu trên 10000 DWT chiếm hầu hết là cảng biển, cảng cửa sồng : Trên thế gidi hiện nay xuất hiện rất nhiều cảng nước sâu và siêu sâu clio tàu trên 100.000 DWT (Rotterdam ‫ ؛‬Singap.re; Hồng Kông ; Kobe ; Richards-Bay ; Bilbao Ѵ. Ѵ. ). Hiện nay, toàn cầu có khoảng 1000 cảng siêu lớn, Irin và ١ riĩa, trong đó 70% có lượng hring ‫ؤﻗﺢ‬ 1 triệu tấn /năm. Bất kỳ một cảng nào cring có hai bộ phận chinh : khu nước và khu đất (hinli ].-1). HìnU 1-1. So dồ cdng Id d'ủ.u mối - Khu nu'ớc bao gồm : bể cảng sắp đặt. cốc liỉ.u)g giao Uxông tnục công trinh : tuyến bến, tu\rến dê chdn sóng, 1. Vạn tài biền ٠ 2. Vận tủi dirang kênh ‫د‬ ‫د‬١ ٠ ‫ دددد‬vào ٠ ١ ‫ ﺳﻢ‬cảng ٧ ١‫ ﻫﻌﻌﻢ‬kèm ‫ع‬ ٠ ٠ ٧ ‫ﻋﺪد‬theo hệ ‫بﺀﺀ‬tltống bảo liiệu hồng sdt 3 ‫؛‬. Vận tcii d u b n g ô to 4 ‫؛‬. Vạ,n ٠ ٠ ١ ‫ _ و‬٠ hải, các ١ hm.g chờ dợi tàu neo dậu. f(١nđ.nOng thù v 5 ‫ﺫ‬. Vận tdt d u o n g ồng. sá và CỐC Công' trin h dịch vụ - Khu dất là nơi bố tri cồc thiết bị, klio bãi, của cảng. Ranh giới khu dất, khu nước là tuyến bến nơi dể tầu neo cập sát vào kliu cho quá trinh bốc, xếp 1'iàng hoá an toàn vầ thuận tiện. Nếu gọi s là diện tích khu nước và T là diện tích khu dất, thường cO tỷ số T /. ١ T 2 ‫ = ب‬0,5 ‫ب‬. Dối vdi cốc cảng bốc containei' thuring — lớn. Lụ'a cliọn s và T chủ ‫ة‬ О yếu phục thuộc vào diều kiện dịa hình cụ thể của mỗi cảng. Chọn T và s cliínli xác còn phải xét dến tổng chiều dài tuyến bến L, tổng trọng tải tót cả các tàu đến và rrii cảng trong một năm I ; tổng lu'Ợng liring thông qua cảng ti'ong một năm Q ; và tong chiều dài hệ thống đường sắt / có ti'ong cảng. ٠٠ η 2 4 λ đ ‫ل‬.٠ ٩ . Xii Ihế.chiing về phát tr‫؛‬ên cảng trên thố gỉ<'h Vit ٧lệt Nani Xu thế phát triển cảng của thế giới, cUng như ở Việt Nam la :. - Váng số lượng thu vào cảng, cồi tiến dóng mới, làna thay đổi kích thước và chắt ỉu'ựng tà ‫ا‬l. Ị)ẩy mạnh hướng tàu. c'hờ bến hơn là bến chờ tàu. - Thp tĩưng lượng hàng^vào một số cảng lớn : ở Pháp có 300 cảng biển và sông, 87% lượng hàng bốc dở trong 0' cảng chinh ; ỏ' Ỵ có 114 cảng, 85% lu'Ợng hàng bốc xếp trong 16 cảng lớn ; ở Nhật cO 1000 cảng Idn nhỏ, 35% lượng hàng ở 11 cảng lớn ; cỏn 'ở Liên Xô cU có 05 cảng mà 90% ‫ ا‬lượng liàng bổc xbp trong 28 cảng Ѵ.Ѵ. - Thu hẹp chuyển tải, giải plrồp chuyển t,ải luOn luôn lả giải pháp tinh thế làm tbng-cươc phi vận tải. Ngoài ra, quá ti'lirh chuvển tải phụ thuộc nliiều vào diều kiện tự nliiên. - Phảt tri.ển cảng dồng thời với cbc khu cbng nghiệp ; - Xhy dựng cốc bến nước sầu và sibu sâu. Ịliện nay, toàn cầu có tới 30 cảng biển cb tàu trên 200.000 DWT cập,,vb'‫؛ ؛‬nbn nước T 51,8 ‫ ؛‬ra. - ٢ l'ătig cường các bén coitĩ.a‫؛‬ưc،' : theo tài, liệu nglhên cú\i của các nước thi nhu cồuvề chng containei' sẽ tătì‫؛‬,:' ichoảng 125% trotig giai đoạn 1990 - 2000 và tiếp tục tăn,g hon nữa vầo năm 2000 - 2010, trong do 'Lrutig Quổc sẽ tăng khoảitg 125%. Đông Nant A là 170% trong giai đoạn 1990 - 2000. Lương hbn^í vận chuvển bằng dường bi.ển dit kiến vào năm 2000 của tohn thế gldi l. 1. tỷ tấn , trOitg do dầu 0 tỷ tắn ; luOng thçi'c thụ'c phẩm 2307 triệu tẩn, cỏn lại là m, áy tnbc thiết bị, khoáng sản. Sắp bước vào thé kv 21, Việt Nam, dự kiến với các con số : 31 triệu tấn lu'0'ng tliụ'c,'năm ; 2 triệti tán 1 1 ‫ ﺟﺎ‬sân/ năm ; 15-20 triệu tẩn dbu,/n'ồm Ѵ.Ѵ. sẽ dật ra m ột tầm vóc mới cho khobng 100 c4r‫ا‬g lOn nhb của Vlột Nam،. Những xu thế trên của thế gidi cúng là các .xu thế cha Việt Nam. Ngoài ra, vì Việt Nam là một nước nghèo lại trải qua nliiều cube chiến tranh, nên riệc sửa chữa cải Lạo các bến cảng cũ cUng ỉà một nlUộm vụ kh('),i١g kóm phần quan trọỉìg. 1.4. Phân loạỉ cồng trinh bến Công trinh bến Cílng cO thể phíln loại, theo : vật liệu làm bến trinh dối với bd, theo m ặt cắt ngang và tlieo đặc tmng kết cấu. vị tri của cồng 1.4.1. Theo vật ịíệu xây dựng Tuỳ thuộc vào loại vật liệu của các cấu kiện chinh của một kết cấu bến mà phân loại : kết cấu bến bằng gỗ ; kết cấu bến bằng th,ép, kết cổu bến bằng bê tbng cốl thép (BTCT) và kết cấu bến, bằng vật liệu hỗn hợp. V ật liệu gỗ, tre dược tận dụng sdm nhất trong lịch sử xây dụng cảc bến cảng. Ngày nay, gỗ vẫn cOn dược dUng nhiều ở nhù'ng vùng' có nhiều rừng' và bếii cảng cỏ chiều cao vừa và nhỏ (H ‫ ي‬5 ‫ ؛‬Om). Thép dUng cho xây dụng kết cẩu bến, mdi có từ dầu t,hế kỷ 19 dưới dạng bế.n cọc ống thép, cọc cừ. Loại kết cáu bến bằng thép dù,ng tiện lợi n'hất dối với cốc bến cảng ở ngoài khơi xa bờ. '7 Nhược dlểm của thép luOn ‫ إﻷ‬xâm th.fc nên pỉiổ b‫؛‬ến nhítt vẩn là các cOng trinh bhng bê tong và bêtỗng cốt thép, nỏ khtc phpc dồng th(')'i ،lu'o'c hầu hết các nhược điểin của hai loại vật liệu gỗ và thép. 1.4.2. The.) vị tri clia cdng trinh ddi vdi bờ Từ dặc điểm dịa hìnlr và tuỳ thuộc vảo chiều sâu tnidc bến, công trinh, bến cỏ thể dặt liền bờ ; song song vdi bờ, nhô khỏi bờ và vdng cách xa bờ (hình 1-2). H ình 1-2. Phâ,^ t .ạ t cồ^g triĩih bến tbco ‫ ﺍﻧﺎ‬tri luong quan vớt bo. a, B ến tt'èn bO ; b. Bến song song vớt bb không cO cầu dẫn ; c,d ; B ến song song vói bo cố cầu dUn ;c. Bến nho. 1. TuOng clidn ; 2. Cầu dUn. 1.4.3. Phân loạỉ cOng trinh bến theo mặt cắt ngang Các m ặt cắt ngang thường gặp trong công trinh bến là : - Bén dUng yêu cầu mức độ ổn dỊnh CdO hơn, tOn nhithi vật liệu hon, song lạl rất thuận tiện cho các quá trinh xếp dở Itàng hoá (hình l-3a). - Bến nghiêng xây dựng ớ nhUng nơi tàu nhỏ, mực nước thay dổi. nhiều. Kết cdu bển mái nghiêng cấu tạo dơn giản, tốn ít vật liệu, giố thành hạ, song khai thác kém hiệu quả hơn bến tường dUng (hình l-3b). - Bến nửa nghiêng nửa dUng (hlnh l-3c) và nửa dUng nửa nghiêng (hình 1- 3d), dược sử dụng trong trường hợp noi xây dựng có mực nước thấp hoặc mực nudc cao kéo dài trong năm, 1.4.4 Phân loạí the... dặc trưng kết cân Theo đặc t i l g kết cấu kéo theo l.à các phương pháp luận tinh toán công trinh bến dược Hìrili 1-3. P hân loại theo m ặt ... c. Bẽn dứ ng ٥. B ến n g hiêng Bến nữa nghiêng, nử a dứng. ci, Bcn nùa đứng, nií٠a ìighlêĩig. 8 chia thành 4 nhóm chính ; bến trọng lực (hình l-4a) bến tường cừ (hình l-4b), bến móng cọc (hình l-4c) và các công trình trên móng đặc biệt như giếng chìm, giếng chìm hơi ép (hình l-4d). Thế ổn định của các loại kết cấu này khác hẳn nhau : bến trọng lực dùng h'ọng lượng bản thân để gây ổn dịnh, bến tường cừ dùng phản lực nền tác dụng vào phần cừ cắm sâu trong đất để tạo thế ổn định ; bến cọc cũng tận dụng phản lực cọc song phân bố rải ra một hệ nền cọc có diện tích rộng để gây thế ổn định. Đối với kết cấu bến đặc biệt thường kếi hợp cả thế ổn định bằng trọng lượng bản thân và bằng sức chống bị động c(ia nền a) " '" ' ٤^“٥ ^· b) 0.0 ^ ۵ ٤١ trư n g kêt c.ấu. ٥"'^،٨٥٠ a. Bến trọng lực ٠■b. B ến tường cừ ; c. Bến cà.Ịi tầu trên nen cọc ; d. Bến d,ặc biệt bằng g iến g chìm 1 rên bảng 1“ 1 trình l‫؛‬à٠ y١k.iù tiêt sự phân loại các công trhili bến ứieo hai nhóm chính : công trình bến trọng lực và công trình bến kiều cọc (và cừ). Báng 1-1. Phân loại chi tiết kết câu bến theo đặc trưng Bến th ù n g chỉm T h ù n g nổi bê tông cốt thép ch ế tạo từ trên bờ, dùng tàu kéo đưa đến nơi xây dựng. /."٠١ > Thùng chìm với phần T hùng được ghép bằn g các bản bê tông cốt thép trê n trên là tường có neo triển . Kết cấu p hần trê n là tường bê tỏng cốt thép, dây neo bằng thép tấm . 6 Tường gdc neo tro n g B ảng đứng và bản đáy b ằng bê tồng cốt thép lắp ghép. Dâv neo bằng thép lá. Tường góc neo ngoài Bản đứng, được neo ra ngo،ài bản đíiy Tường go'c cd b ản chốn^ N hư 5, bộ phận neo là bản chống bê tông cốt thép. H lnh thức đa dạng. il \ й1 10 a ĩg " 3 8 Tường coc kính lớn ٠ĩ٠ ١ ‘g đường D ường kính cọc ống bố tỏng cốt. thổp từ 4 5m ^^^^7777777. 9 Tường cọc ống đường N h ư 8 kính lớn có bản giảm tải 7777777777} C ô n g tr ỉn h b ê n k iể u c ọ c 10 Tường cừ không neo D Tường m ặt là cừ thép, bê tông cốt thép hay bản bê tông cốt thép rộng đến 3 -í- 4 m. V77777/77/Ả 11 D Tường cừ m ộ t tá n g neo, N h ư 10, dây neo th á p trò n , neo vào bản đứng bàn neo bê tô n g cốt th ép p h ẳ m g hay có sườn hoặc c ắ t ra từ cừ th é p ·7777777777Z 12 Tường cừ m ột ta n g neo, D ây neo th é p trò n , cọc neo neo vào gối cọc cháo b ê tô n g cốt th é p 1ỉ 13 D Tường cừ m ột tẩ n g neo, Dây neo th ép trò n , cọc neo gối neo ìà cọc th ả n g bê tô n g cốt th ép hoặc cừ thép đứng. /77?'V7/77, ٠ 14 Tường cừ m ột tấ n g neo B ản neo n g a n g b êtô n g cốt là bàn neo ngang th ép hay cừ th é p liên kết chổt hay n g à n trư ợ t với tư ò n g m ặ t 777Ĩ77Ĩ7777T7. lõ Tường cừ cổ nhiều tấ n g T ấ n g neo trê n cũ n g nh ư 11 neo hoặc 12 hoặc 13 các tầ n g neo dưới n h ư 14 16 Tường cừ neo 17 D y777777777> 12 h ٩ i đoan., hai P h ẩ n dưới : tư ờ n g cừ bêtống cốt th ép neo có d ấm neo là d ẩm dờ p h ẩ n trê n Tường cừ co' th iế t bị giảm T h iết bị g iảm tả i r ấ t đa d ạ n g tải 1.5. Những yếu t(١ ảnh hiíỏng đến việc lựa ch٠.١n kết cấu c٠١ng trỉnh hến Dể dễ dàng lựa chọn ban dầu dược chinh xác, khi thiết kế một côn,g trinh bến cảng, bắt buộc phải xét dến các yếu tố ảnh hưởng dến sir ổn định tong th,ể của cồng trinh. Các yếu tố cần xét dến là : - Điều kiện tự nhibn nơi xồy dựng ; - Nhũưg yêu cầu sử dụng ; - Diều ki۶n thi công ; - Diều kiện vật tư. ،1. Điêu kìện tự ‫ ا ا ا ا‬1‫ااج‬ nơi xâỵ dựtig. Trước hết, phải xét dến -điều kiện địa chất ; do là diều kiện tiên quyết Dối với loại dất mền cho phép hạ cọc bằng cốc phương phốp khác nhau (dOng, ép, xói, rung, xoắn...Ị thl loại kết cấu nền cọc hoặc cừ la hợp ly hon kết cấu trọng lực. Các công 14 trinh bến kiểu trợn‫ ؟‬lực sử dr.in‫ ؟‬hf.Jp lý với dất nền !;١đá, nửa đá liay sét chặt h.oặc nền là cốt, thô lẫn sỏi sạn. Bến trpng lực có thể xâ.y dựng trốn dất cho phép dỏng cpc, nếu thi cOng' theo phương phhp t,rên khõ (.‫!)'؛‬١!ig dê pưây hay cảng hồ th,‫ ؛‬cdng trưức khi cho ngập ìiước). dh'ong tru'dng họ'p đẩt nền mềm yếu, không đủ độ bển để tiếp nhận trực tiếp các tdi tĩ-png vả không cho phép sử dụng mOng cọc (thi dụ. như Idp đất yếu không dầy phd trbn nền đá, lớp dất yếu cố độ dầy Idn nằm trên Idp dất tốt nhưng quố sâu Ѵ . Ѵ. . . ) thi phải sử dụng các mong dặc biệt : giếng chim, giếng chim hơi ép Ѵ.Ѵ. Sau yếu tố dịa chất, phải xét đến diều kiện thuỷ văn. Trong nhiều trường hợp, tinh hinh thưỷ văn quyết dịnli hình dáng về kích thước của công trinh bến, quyết định việc phân bố theo chiều cao các đoạn nghi trung gian ở các bến khách và việc phân bố thiết bị neo cập tầu. Khi thiết kế bến bệ cọc cao cần thoả mãn yêu cầu sau : các tải trọng do tàu gây ra phải dược truyền vào bệ, nghĩa la ti'ong bẩt kỳ trường hqp nào cUng không nên cho cọc tiếp nhận trụ'c tiếp các tải trọng của tàu bè. Với những biên độ dao dộng mụ'c nước lớn hơn 4,Om, việc tuân theo nguyên tắc này đòi hỏi phải có những ^ ả i phốp sáng tạo khi vạch ra phương án kết cấu bệ cọc cao. Trên một số sông có vật trồi về mùa lũ, không nên dùng kiểu bệ cọc cao hay bệ cọc cao vdi cừ sau, vì vật trôi va dập làm gẫy cọc. Sau cUng cần xét dến mức độ ăn mòn và tinh chất xâm thụ'c của môi trường nước mà quyết định chọn loại bến trọng Ir.i'c hay cầu thu. b. Nliiìng уси c'âu stl diuig. Kiểu và kết cẩu cOng trinh bến cUng .kích thước mặt bằng của nó liên hệ chặt chẽ với sơ đồ cư gibi hoả câc quá trinh bốc xếp. Chủng loại và các dặc trưng kỹ thuật của máy xếp dơ, vận chuyển củng như ١dệc bố tri hoạt động của nó trên bến quyết định phạm vi quy luật và giá trl của các tải trqng tốc động vào kết cấu bến. Sơ đồ bốc xếp đòi hỏi kliu dất trước bến đủ rộng, trong nhiều timờng hợp phải dUng bến liền bờ như trọng lực hoặc tường cù'. Tm'ờng hợp cần tạo ra một m ặt bằng hẹp ở xa bờ và nối với bờ bằng du'ờng dẫn thích hợp, tốt hơn cả là ddng kết cấu. mOng cọc. ơ các cảng sông, khi bốc xếp hàng rời, công trinh bến thường la các ti١ ụ dộc lộp xây dựng trbn mái nghiêng của bờ tq nhiên. Để có thể tiếp nhận các t.àu chuyên d Ung và cO СЙС kích thước lơn, các cồng trinh bến phải cấu tạo dặc biệt đủ sức chịu dụng tác dụng của càc tả.i trọng do tầu. c. Điêu kiện ihi công Trinh độ trang bị và diều kiện thi cOng cíing là n٦ .ột nhân tố ảnh hưởng dến giải pháp kết cấu cụ thể của công trinh bến. Nếu th.1 cOng trong nước thi tường cừ và m.ớng cọc là các phương án hqp 1١ '‫ﺀ‬nhdt. d٦ường cừ cọc ống BTCT đôi khi có thể cạnh tranh dược vơi tường cừ, nếu như có cơ sơ công nglhệp chế tạo cọc và có thiết bị búa rong dể hạ cọc. Bến trọng lụ'c, đặc biệt la kết cấu khối xếp dOi hỏi phải có cần tnic nồi với stíc nâng lơn và có các tliiết bị chuyên dUng dể tạo ra lớp dệm (ví dụ thiết bị lặn, thiết bị san nền...) .15 Khả năng .chế tạo, vận chuyê n, cẩu lắp trong quá trình xây dụng cũng quyết dịnh kích thước các bộ phận kết C:ắu bến. d. Diêu kiện vật iư. Khả năng cung cấp vật liíệu, dặc biệt là vật liệu tại chỗ (gỗ ; đá, đát đắp thậm chí cả bê tông V . V . . ) củng giữ một vai ti’ò nhất dịnh khi lựa chọn kết cấu bến. Tường cừ thép ở các nước công nghdệp phát triển thirờng dược sử diing nhiều và thi công nhanh, kinh tế. Khi chọn kết cấu bến người ta thường nghiêng về phương án tốn ít vật liệu quý liiếm, tăng cường sử dụng các loại vật liệu địa phương, như thế sẽ chủ động được kế hoạch và tiến bộ thi công. Bảĩig 1-2 dưới dáy lóng kết phạm vi ứng dụng của các loai bến. Bảng 1-2. Pliạm vi ứng dụng các kết câu bến 1— ٠ P ham vi ứ ng d ụ n g T hứ tự 1 1 Chiểu cao t.ự do H^١ ụn، không lớn hơn ^ 1_______^______ T ường cừ th é p tiế t diện itòng m áng, không neo 4 Điểu kiện tự nhiên nơi xây dựng Đ iểu kiện xây dự ng 4 5 Đ ất c á t ; s é t dẻo chặt, n ử a rá n và rắn K hông h ạ n chế 2 T ường cừ bôtông c ố t t:hép tiế t diện chừ T, k h ô n g nỉe٠o 4 3 T ường cừ b êtô n g cổị th é p tiế t diện p h ả n g 3 S ét dẻo m ềm . dẻo c h ậ t và n ử a rá n 11 Đ ất cát, cuội sỏi : sét dẻo m ểm , dẻo chật, n ử a cứ n g và cứng ; hùn 4 5 16 T ên và đậc đ iểm của kết cấu T ường cừ th é p tiế t d iệ n Itò ng m áng, 1 neo T ường cừ bê tô n g cốt Ithép tiế t diện chữ T,1 neo 10 6 T ường cừ bê tô n g cốt tthép tiế t diện phảng, 1 neo 10 7 T ư ờng cừ th ép , tiế t diện lòng m áng, 2 neo 14 8 T ường cừ bê tô n g c ố t thié.p 2 đoạn, 2 neo Đ át cát D ất cát S ét dẻo m ềm , dẻo ch ạt và n ử a cứ n g ; bùn Đ ất cát, cuội sỏi, sét và bùn N hư trên N hư trẽ n . N hư trẽ n N hư trê n N hư trê n N hư tr ê n Đ ất cát 15 N hư tr ê n 1 2 9 rpường cừ bê tô n g cốt thép t ‫؛‬ê't đ ‫؛‬ện chữ T, cọc neo xiên 10 11 12 13 ٣Pường cừ bêtOng cốt thểp t ‫؛‬ết d ‫؛‬ện ph ẳng, cọc neo xiên 'Pương cừ cd các th ‫؛‬ế t bị giàn) tải T ường cừ cO n)àn chán T ường cừ vừ a cO th iế t bị, vừa cO m àn ch án giàn) tải l ٦ường cừ cọc ống bêtô n g cổt thép, không neo 15 Tường cừ cọc ống bêtô n g cốt thép, cO neo 17 T ư ờng cọc ống dường kinh lớn Bệ cọc cao dẻo I))ển), dềo c h ặ t và n ử a cứng N hư trê n 18 Đ ẩt bUn N h ư trê n 23 5 cát, sé t và N hư trên N h ư trê n N hư trê n N h ư trê n D ất cát ; sé t (trừ nủa cứ n g và cứng) ‫ ؛‬bhn ٥ ẵ t cát ‫ ؛‬sé t (trừ 12 12 nửa cứng cứ n g ) ‫ ؛‬bUn và N hư trên D ất nển b ấ t k‫؛‬, cho phép d d n g cọc 18 Như trên, và cả KhOng cO d ấ t dảp t ^ n g nẽn dất yếu cd gầy ra lực hay tác chỉểu dày hạn chế d ụ n g lên bến KhOng h ạ n ch ế D ất không cho K ết cấu bến trê n phức tạ p , cO nhiễu phép ddng cọc vật lỉệu dla phươ ng T ường trọ n g lực khối xếp ThUng chÌD) T ư ờng gdc tro n g láp ghép, neo T ư ờng gdc ngoài lắp ghép, neo Bệ cd h ln h thức p h ứ c tạ p 20 T ư ờng trọ n g lực liễn khối 21 CO xỉ ng h íệp ch ế tạo cọc ống Xây d ự n g trê n khô (trư d c khỉ 1) ‫)) ﺓ‬gập nước) Bệ cọc k hông chịư áp lực đ ấ t 20 CO xí ng h íệp chế tạo cọc ống N h ư trê n N hư trên 19 24 set 9 20 18 23 N h ư trê n 9 Bệ cọc th ấ p 22 5 D ấ t cát 18 14 16 4 3 N hư trên N'hư trê n và 1‫ﺓ))ﺍ‬ trư ờ n g nước ân n)òn n)ạnh K hông h ạ n chế N hư trê n D ấ t không cho phép dOng cọc N hư trê n 12 - N hư trê n ư u tíê n xây d ự n g trê n khô N hư trên X ây d ự n g tro n g nước và cà trê n khô 12 ‫ ي‬١/'‫ ل‬1 ‫ ئ‬٢ ‫ع‬ ; : : ; ; ‫ق; ت‬ ‫اا د ;'؛ « ا أ‬ 17 ‫ﺏ‬ - ! ,25 5 4 2 1 Tường, gdc co' b ầ n chOng 9 ^íhư trẽ n Khi. cấn r ú t n g ắn thời gian xây d ự n g ; phải cd cấn trụ c sức n â n g lớn 26 C huồng gố 1‫ﻻ‬ ^hư trê n và Cd n h iều gỗ không cO ha án gỗ nới xây d ự n g tại '27 C huồng b é t.n g cốt thdp 10 Đ ất n ế n không K hông cđ cấn trụ c cho phép d d n g cọc sức nân.g lớn 1.6 Xác định các kích thư٠'١c cơ( bản của bèn 1.6.1 Chííu dàỉ bến Chiều dài bén cho tưyến m،ép ‘bến Hên tục cảng biển dược xác định phụ thuộc vào chiều dải tàu thiết ké 1[ và khoảng cách dự phòng d : /h = /| ‫ﻫﺐ‬ d- Khoảng cách dự phOng cho một bến ỉấy theo bảng 1-3 Bảng 1.3. Khoảng cách dự phòng ch() ch‫؛‬êu dàỉ bến cảng b‫؛‬ến C hiếu-dàỉ lớ n .n h ấ t của tà u (in) Bố tr i tầ u > 200 1. K hoảng cắch d giữ a các tảư. - ‫ت‬ d nn 150 - 100 < 100 25 20 15 10 10 7 b. 3 20 25 20 15 o Ẩ 2 ٠ K hoầng cách l g iữ a các tà u vớ:i ‫؛‬đ áu đìoạn t.hắng của tuỵến bến p hụ th u ộ c vào các.h bố t r ‫ ؛‬bến 18 200 - 151 20 15 15 10 50 10 30 20 Klii sử dụng bảng 1-3 cần chú ý : - Đối với các bến nằm trong bể cảng không dược clie chắn, không vận dụng các khoảng cách dự phòng d cho ở bảng 1-3. - Khi nối tiếp giữa bon vo'‫ ؛‬phẩn kè ốp bờ, trị số /b dược tinh bắt dẩu từ noi cO đủ độ Sồ-U tinh toán của bổn dó. - Số liệư trong bảng 1-3 cũng là cơ sở dể định ra chiều rộng của các bến nhô. Nếu quá trinh xếp dỡ mà tàu phải xê dịcli (lọc bến thl chiều dài /١ ‫ ا‬sẽ có : /h = /|4 d -f/d Với /‫ ل‬chiều dài dịch chuyển cOng nghệ của tầu. Dối vdi các bển cảng sông khodng các:h dự trữ g‫؛‬.d'a cốc bến dược ghi rõ ở bảng l-4 v ồ h ìn h l-5 . c) a) ،b ، ٤٥_ b) ‫ﻩ‬/?;‫ﺍ‬ 1 І< ‫و‬ ‫ ﺣﺎ‬1 Ç } ịẫ -ị، dì ‫ئ‬ \٦. ‫ﺃ‬U .. \ Id ١ ‫؛‬ \ 4.[ ‫ﺍ‬ ‫؛‬ ‫ج‬ ‫د‬ 6 d/г■ ٩ It 1. , f > d/2 < ! rr di^ It 120‫ﺑﻪ‬150‫ﻩ‬ lb L m . ٠٠ ) _ It ff lb ‫ﻝ‬ ‫ﱂ‬ ، 1 '‫ ﺓﺍﻝ‬9١ /، Фг-]'Л ‫ؤ‬ ‫ﺀﻍ‬ ; ٩ с - V, ir ( _ ‫ﻝ‬ i i p ỳổÌt 0 ٠١ Ι - Ih ٥ N ị I - ‫ ﱈ ﺀ ﺀ‬-‫ب‬ <Γ— s ‫؛‬Г “ “ lilil f d/z■ Milililil , i l i j l f l HinH 1-5. KH oang c i g iũ a tau υά рігйп doạĩi tỉiằĩig cuốt bếĩi. a. B ến th ằ n g ‫ ؛‬b. B ến cò sụ xê dich công nghệ cUa thu ‫ ؛‬c. B ến nhò hẹp ‫ ؛‬d. B ến n h ô ٣ộng ‫؛‬ e. B ến g ‫ ﻻﺓ‬hhUc ‫ ؛‬f. Bến d ầ u ;'g. Bến kiều m ổ dộc tạp. 19 Bảng 1-4. Khoảng cách dự phòng cho chiêu dài bến cảng sông. Chiễu dài tàUj m M ặt c ắ t hay kiểu công trìn h bến Tự hành > 100 100-65 Không tự h à n h < 65 >100 100-65 <65 Các giá trị d, (m) B ến th ả n g đứ ng hay n ử a nghiêng 15 10 5 20 15 10 B ến n g h iê n g cđ các tr ụ độc lập 20 15 10 25 20 15 liến nổi 25 20 15 25 20 15 Nói chung, trị số khoảng cách dự phòng d được quyết địnli bởi kiểu, kích thước tàu tính toán, dạng m ặt bằng tuyến bến, vị trí tương đối giữa các bến và nhiều yếu tố khác nữa. Nếu lấy d càng lớn, càng thuận tiện cho các thao tác Manoer của tàu lúc đến cũng như lúc rời bến. Nguực lại, nếu d nhỏ và quá nhỏ, các thao tác Manoer vô cùng khó khăn, dễ gây ra các sự cố rủi ro va quyệt tàu. Trong thực tế phri thuộc vào từng bình đồ khảo sát địa hình khu nước và khu đất mà chọn trị số d cho phù hợp, theo kinh nghiệm d=10 ^ 20m. Có nhiều trường hợp tuyến bến không liên tục, bến nằm độc lập thì chiều dài bến / ‫؛‬, < / ٠ , đặc biệt đối với các bến dạng đảo, các bến của cảng đảo nhân tạo, bến mố, bến cảng khách V.V.. 1.6.2. Chiêu rộng bến. Khái mệm chiểu rộng bến B có thể hiểu theo hai khía cạnh : ổn định của kết cấu và đủ thuận tiện cho các thao tác bốc dỡ hàng hoá. Clứểu rộng ổn định B củng tuỳ thuộc vào mỗi loại kết cấu : - Đối với bến trọng lực B = (0,6 - 0,8)H (l-3 j Trong đó : H - chiều cao tníóc bến. - Đối với cầu tàu dọc bờ B — m.H (1-4) Vói m - mái dốc ổn định của mái đất dưới gầm cầu tàu m = cotga a - Góc nghiêng của mái đất ổn định so với mặt nằm ngang. - Đối với bến tường cừ B = (1-5) Với - chiều dài thanh neo. Chiều rộng B xác định theo công nghệ bốc xếp hàng cũng rất khác nhau ; thường lấy, bằng chiều rộng tuyến mép bến B‫؛‬ 20 B = B, ( 1- 6) 1.6.3. Mực nước thấp thiết kế (MNTTK) Mực nước thấp tính toán lấy theo bảo đảm suẩt quy định. Bảo đảm suất phụ thuộc vào hiệu số giữa mực nước có bảo đảm suất 50% với mực nước thấp nhất (bảng 1-5), Mực nước tháp nhất là mực nước năm thấp nhất với tần suất 1 lần trong 25 n ă m (bảo đảm suất 4%) Bảng 1-5. Đảm bảo suất cho MNTTK T hứ tự H50% ٠■ Hmin (،‫«؛‬d B ảo đảm s u ấ t % 1 2 180 260 ^ 300 98 99 99,5 3 1.6.4. Mực nước cao thiết kê (MNCTK) Mực nước cao thiết kế phải lấy theo quy định của các tiêu chuẩn thiết kế công tiùnh thuỷ ; chủ yếu phụ thuộc vào cấp công trình bến cụ thể (hình 1-6) : - 1% đối với công trình bến cấp I ; - 5% đối với công trình cấp II và III ; - 10% đối với các công trình cấp IV. Hình 1-6. Các cao trin h và các chiều sâu, chiêu cao trước bến. 1.6.5. Cao trình mặt bến (CTMB) Cao trình m ặt bến lấy bằng (hình 1-6) VCTMB =VMNCTK + a a- Độ cao dự trữ do bảo quản hàng hóa và quá trình bổc dỡ ; a (1-7) 1- 2m 21